JPH01204467A - シヨツトキバリア半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の高耐圧ショットキバリア学導体素子を
１つの半導体チップ内に形成したショットキバリア半導
体装ｆに関する。

〔従来の技術〕

ショットキバリアダイオードは、高速応答性の良さ及び
低損失である利点を生かして、高周波回路等に広く使用
されている。電力用ショットキバリアダイオードの主用
途の１つであるＦＣＣ（７オワード・カップルド・コン
バータ）方式の高尚ａＬＸイツチングレギュレータの出
力整流平滑回路は、第４図に示てように２つのダイオー
ドＤ＋　、　Ｄｚとインダクタンス素子り、とコンデン
サとから成る。

２つのダイオードＤ１．　Ｄ２のカンードは共通接続さ
れているので、第５図に示すように１チツプ内に２つの
ダイオードＤ＋　、　Ｄ２を含むセンタタップ型ショッ
トキバリアダイオード装置とすることかできる。

第５１￥１における半導体チップ１は、層形領域２と、
ｎ影領域６と、絶縁膜４と、２つのショットキバリアを
形成する金属電極５，６即ちバリア金属電極と、共通の
オーεツク電極７と、主なる順電流通路となるショット
キバリア８−９’＆ＷＬ。

更Ｖｃ高耐圧化を図るためのフィールドプレート５ａ、
６ａと環状ｐ影領域から成くガードリング１０．１１を
有する。なお、フィールドプレート５ａ、６ａはバリア
金属電極５，６を絶縁膜４の上に延在させた部分であり
、ガードリング１０．１１はショットキバリア８．９を
環状に囲むように配設されたものである。

第５図の半導体チップ１におけるバリア金属電極５，６
は、アノードであり、オータンク電極７は共通カンード
であるので、半導体ナツプ１を第４図のダイオードＤ、
、Ｄ、として使用することができる。ダイオードＤ＋　
、　Ｄ２を個別素子にすることは勿論可能である。しか
し、小型化及び低コスト化を図るためには複合素子に構
成することが有利である。

一層の高耐圧化を図るために第６図に示１よ５に、ガー
ドリング１０．１１とフィールドリミッティングリング
１２〜１５を組み合せた構造をとることがある。−万の
ダイオードのフィールドリミッティングリング１２．１
３はガードリング１０を二重に包囲するように形成され
た環状ｐ＋層形領域あり、他方のダイオードのフィール
ドリミッティングリング１４．１５もガードリング１１
を二重に包囲するよ５に形成された環状ｐ＋層形領域あ
る。なお、要求耐圧が低ゆれはフィールドリミッティン
グリングを一重にしてもよいし、逆に要ぶ耐圧が高けれ
ばフィールドリミッティングリングを三重以上にしても
よい。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、ショットキバリアダイオードは１周辺耐圧（
ショットキバリア周辺での耐圧）がバルク耐圧（ショッ
トキバリア中央部での耐圧）に比べて著しく小さいため
、ｐｎ接合素子に比べて高耐圧の素子が得られていない
。第５図に示す従来例では１代表的な高耐圧化構造であ
るフィールドプレートｂａ、６ａとガードリング１０．
１１を組合せた構造を採用しているが、バルク耐圧に比
べて大幅に低い耐圧しか得ることができないのが実状で
、−層の高耐圧化が望まれている。

一方、第６図に示″′ｆ構造によれば、設計上の雛しさ
はあるものの、最適設計がなされたならば比較的高い耐
圧が得られる。しかし、フィールドリミッティングリン
グ１２〜１５の形成領域がかなり広くなることがさけら
れないので、ショットキバリア８．９の面積を第５図と
同一にした場合には、第６囚の半導体チップ１０面積が
第５図よりもρ・なり大きくなる。チップ面積が増加す
ると。

１孜の半導体ウェハから取れるチップの枚数の減少、及
びチップ内に欠陥が含まれる確率の増大に＃５製造歩留
りの低下が生じ、半導体チップ１のコストが大幅に上昇
する。

そこで本発明の目的は、複数のショットキバリア半導体
素子を１つの半導体チップ内に有するショットキバリア
半導体装置において、チップ面積の節約と同時に高耐圧
化を達成することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明は、半導体領域と、前
記半導体領域との間にショットキバリアを生じさせるこ
とができるように前記半導体領域上に形成された第１の
バリア金属電極と、前記半導体領域との間にショットキ
バリアを生じさせることが：Ｔ：きるように前記半導体
領域上に形成され。

且つ前記第１のバリア金属電極に並置された第２のバリ
ア金属電極と、前記第１及び第２のバリア金属電極をそ
れぞれ包囲すると共に前記第１及び第２のバリア金属電
極の相互間の共通部分を前記第１及び第２のバリア金属
電極に基づく第１及び第２のショットキバリアの高耐圧
化に兼用するよ５に前記半導体領域上に配置され１１月
つ前記第１及び第２のバリア金属電極に電気的に接続さ
れ。

且つ前記第１及び第２のバリア金属電極よりも大きなシ
ート抵抗を有し、且つ前記半導体領域との間にショット
キバリアを生じさせることができるように形成された薄
層とを備えていることを特徴とするショットキバリア半
導体装置に係わるものである。

〔作　用〕

上記発明において、第１と第２のバリア金属電極の一方
又は両方と半導体領域との間に逆電圧が印加された時に
は、前記一方又は両方のバリア金属電極と半導体領域と
の間のショットキバリアに基づく空乏層と、薄層と半導
体領域との間のショットキバリアに基づく空乏層とが発
生する。薄層はハ＋）ア金Ｊｉｌ［極を包囲しているの
で、実施例１に示すよ５に薄ＮＩがバリア金属電極を隣
接して包囲している場合にはこれ等に基づく空乏層が互
い＋ に連続し、−！た実施例２に示すようにｐ影領域のガー
ドリングが設けられている場合には、このガードリング
のｐｎ接合に基づく空乏層を弁してバリア金属電極に基
づく空乏層と薄層に基づく空乏層とが連続する。第１と
第２のバリア金属電極と薄層との両方が半導体領域との
間に７ヨツトキバリアを生成し且つ薄ｊ曽が抵抗体であ
るために、バリア金属ｍ極の周縁部ＶＣ電界が集中しな
いよっな空乏層の広がりが得られ、耐圧が大幅に向上す
る。

また、薄層の第１及び第２のバリア金属電極の相互間部
分が第１及び第２のバリア金属電極に基づく２つのショ
ットキバリアの高耐圧化に兼用されているので、第１及
び第２のバリア金属電極の間隔を狭くすることかできる
。

〔実施例１〕 ２つの高耐圧ショットキバリアダイオードＤｒ。

Ｄ２をカソード共通、アノード分離で１つのチップ内に
有する電力用高耐圧ショットキバリアダイオード装置を
、その製造工程に沿って説明する。

まず、第１図（Ａ、ｔＶｃ示すよ５にｂ　ＧａＡｓ　（
砒化ガリウム）ρ１ら成る半導体基板２１を用意する。

この半導体基板２１は、厚さ約６００μｍ、不純物濃度
０．５〜２　Ｘ　１０Ｉ８ｃｍ−”のｎ＋形領領域２２
上に、厚さ１０〜２０μｍ、不純物濃度１〜２Ｘ１０１
Ｂｃｍ　　のｎ影領域２６をエピタキシャル成長させた
ものである。なお、図示の都合上第１図には１個のセン
タタッグ型ショットキバリアダイオード装置に対応する
面積の半導体基板２１が示されているが、実際には、多
数のセンタタップ型ショットキバリアダイオード装置を
得ることができる大面積の半導体ウェハを使用している
。

次に、第１図■に示すように、ｎ形ＧａＡｓから成るｎ
影領域２６の上面全体ＶｃＴｉ（チタン）の薄Ｊ曽２４
即ちＴｉ薄膜を真空蒸着で形成し、更にその上面全体に
ＡＩ　（アルミニウム）場２５を連続して真壁類Ｎする
。Ｔｉ薄層２４の厚さは５０Ａ〜２０ｏＸ　（０，００
５〜０．０２　μｍ　）と極薄である。ＡＩ層２５の厚
さは約２ｐｍで、Ｔｉ薄層２４の１００＋ 倍以上である。更に、ｎ　影領域２２の下面ＶＣＡ、ｕ
Ｃ金）　−Ｇｅ（ゲルマニウム）の合金から成るオーミ
・ンク接触の電極２６を真空蒸着により形成し、その後
６８０℃１０秒間の熱処理を行う。

次に、第１図（Ｑ　ＩＣ示すように、フォトエツチング
によりＡＩ層２５の一部をエツチング除去し、ダイオー
ドＤ＋　、　Ｄ２のそれぞれ主順′ＲＩＪｍ通路となる
ショットキバリアを形成丁べぎ領域に対応させてＡＩ層
２５ａ、２５ｂを残存させる。更にフォトエツチングに
より素子の周辺領域からＴｉ薄層２４を除去し、　ＡＩ
層２５ａ、２５ｂの下部にあるＴｉ薄層２４ａ、２４ｂ
とこれらを隣接して包囲するＴｉ薄Ｎ　２４　ｃを残存
させる。Ｔｉ薄層２４ｃは、１゛ｉ自身は導体であって
も極薄の膜であるため、シート抵抗２０〜４００Ω／口
の抵抗層となっており。

ＡｌＮ２３　ａ、２５　ｂに比べれは桁違いに高抵抗で
ある。

次にＪ′空気中で６ＬＩＯ℃、５〜６０分間の熱処理を
施す。これにより、第１図りに示すように、ＡＩＪ台２
５ａ、２５ｂで被覆されていないＴｉ薄層２４Ｃは酸化
されてチタンの酸化物の薄層２８となる。ＡＩ層２５ａ
、２５ｂの下部のＴｉ薄層２４ａ、２４ｂは、　ＡＩ層
２６ａ、２５ｂにマスクされているので酸化されない。

ＡＩとＴｉの両方ともＧａＡｓ　ト０．）　間にショッ
トキバリアを形成する金属であるので、これ等を合せて
バリア金属電極２７ａ。

２７ｂと呼ぶことにする。Ｔｉｉ層２４ａ、２４ｂは極
く薄い膜であるので、Ｔｉ　ＨＮ　２４　ａ％２４ｂト
ＡＩ層２５　ａ、２５　ｂがショットキバリアの形成に
それぞれどのように関与しているかは必すしも明らかで
はない。なお、ショットキバリアの形成以外の役割とし
ては、Ｔｉ薄層２４ａ、２４ｂは。

ＡＩ層２５ａ、２５ｂのｎ形惟域２３への密着性の向上
にを与し、更に、バリア金属電極２７ａ、２７ｂをリン
グ状に囲むチタン酸化物薄層２８とＡＩ層２５ａ、２５
ｂとのＭｔ気気抜接続寄与する。バリア金属電極２７ａ
、２７ｂのシート抵抗は１Ω／口以下であることが望ま
しく、この実施例では約０．０５０／口である。第１図
０に示すように。

ＡＩ層２５ａ、２５ｂを包囲するように設けられた不発
明に従うチタン酸化物薄層２８は、Ｔｉ薄層２４ｂの厚
さより増大して概算で７５＾〜６００＾であり、シート
抵抗が５０ＭΩ〜５００　Ｍ、Ω／口と。

いう牛絶鍬性の高抵抗層である。即ち、チタン酸化物薄
層２８は、完全な絶縁物と見なせるＴｉ０２（ＺｒＲ化
チクチタンはなく、ＴｉＯ□よりも酸素が少ない所謂酸
素プアーなチタン酸化物Ｔｉｅｘ（但し、Ｘは２よりも
小さい数値）となっているものと考えられる。なお、順
電流の大部分はバリア金属電極２７ａ、２７ｂＫ基づく
ショットキバリア２９゜６０を通って流れる。

次に、第１図■に示すように、チタン酸化物薄層２８の
上を絶縁Ｎ３１で被覆して２つのショットキバリアダイ
オードＤ、、Ｄ、を有する電力用ショットキバリアダイ
オードチップを完成させる。なお、絶縁層６１は、ズラ
ズ７　ＣＶ　Ｄ　（ｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｒ　ｄｅ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ　）法により形成したシリコン酸化膜
から成る。絶縁Ｎ１１６１は、プラズマＣＶＤ又は光Ｃ
ＶＤ法で形成したシリコン窒化膜ＪＰ塗布法により形成
したポリイミド系樹脂膜等に置き換えることもできるが
、プラズマｅｖＤ＠又は光ＣＶＤ法により形成したシリ
コン酸化膜が好適であった。図示は省略しているが、Ａ
ｌ／ｍ２５ａ、２５ｂの上面に例えばＴｉ層とＡｕ脇と
を順次に設け。

これをリード部材に対する接続用電極とするのが普通で
ある。

前述したように、実際には多数個のセンタタッグ型ショ
ットキバリアダイオード装置を含む半導体ウェハを使用
しているので、絶縁層６１の形成後にダイシングマシン
によって半導体ウェハを切断して第１図（１）Ｋ示す１
つのセンタタッグ型ショットキバリアダイオード装置を
提供するための半導体チップ２１ａを得る。

第２図は第１図■から絶縁層６１を取り除いた半導体チ
ップ２１ａ知ち第１図Ωの状態における１個のセンタタ
ッグ型ショットキバリアダイオード装置の平面図である
。この第２図を参照して各部の寸法を例示すると次の通
りである。平面形状四角形の半導体チップ２１ａの縦及
び横の幅は２．２ｍｍ、バリア金属電極２７ａ、２７ｂ
の横幅ａは６８０μｍ、その縦幅すは１５４０μｍ、　
　２つのバリア金属電極２７ａ、２７ｂの対向領域以外
のチタン酸化物薄層２８の幅Ｃは１８（）μｍ。

チタン酸化物＃層２８と＃！−導体チツブ２ｊａの側面
のｊＭ］隔ｄは１５　［，１ｌＩｍ、２つのバリア金属
電極２７ａ、２７ｂの相互間隔Ｗ即ちチタン酸化物薄層
２８のバリア金属電極２７ａ、２７ｂの相互間の共通部
分の幅は他の部分の幅Ｃと同じ１８０μｍである。

この電力用ショットキバリアダイオード装置では１間隔
Ｗの部分のチタン酸化物薄層２８が２つのダイオードＤ
１．Ｄ２の尚耐圧化に兼用されている。

従って、半導体チップ２１ａの横幅を、第６図のものに
比べて少なくとも幅Ｗは小さくてることができる。これ
を畦しく説明すると、第６囚でフィールドリミッティン
グリング１２〜１５を形成するのに要する幅Ｃ′は第２
図のチタン酸化物薄層２８の幅ＪとＰｌ程度であるので
、ｃ＝ｃ＝１８０μｒｎとし、第６図のフィールドリミ
ッティングリング１６．１ｂと半導体チップ１の側面と
の間隔ｄを第２図の間隔ｄと同一の１５０μｍとし、フ
ィールドリミッティングリング１６．１ｂの相互間隔ｅ
を１００μｍと１れば、２つのバリア金属電極５．６の
主たるＪｋ１′亀流通路流通路部分の相互間隔２図に示
す構造にすることによって第６図の構造のものよりも４
６　Ｃ１−１ａＯ＝２８　ＣＪβｍたけ横幅を小さくし
、チップ面積を２８０１１ｍＸ２２００Ａｍ＋（］、６
６２ｍｍ２約１６％）７＋：け低減することができる。

一方、耐圧に関しても著しい改善がなされた。

即ち、高耐圧化の策を施していない場合に耐圧約６０Ｖ
であったものが、実施例では１８（ＪＶ以上の耐圧が得
られた。これは、第５図の従来例の耐圧を大きく上回り
、第６図の従来例の耐圧と同等レベルである。実施例の
ショットキバリアダイオードの中には、バルク耐圧に略
等しいと考えろれる２５０Ｖの耐圧を示すものもあった
。なお、実施例において最終的にブレークダウンが起こ
る箇所は、バリア金Ｍ電極２７ａ、２７ｂの周縁近傍で
ある。

また、実施例のショットキバリアダイオードを。

スイッチング周阪数５　Ｕ　ＯｋＨｚのＦＣＣＣＣ方式
スイッチング−キュレータ力整流平滑回路に使用したと
ころ、ノイズ発生の極めて少ない良好な整流動作が確認
された。第５図、第６図の従来例では、ガードリング１
０．１１を設けたことによってＩ１ｍ！方向動作のとぎ
にガードリング１０．１１からの少数キャリアの注入が
起こり、扁速応答性を低下させる。しかし実施例では、
ガードリングを設けていないので上記のような問題も起
らす、良好な筒速応答性が得られた。また、第５図の従
来例のようなフィールドグレート構造は、フィールドプ
レートｂａ、６ａが絶Ｉ＠膜４を弁して電界効果を及ぼ
丁ものであるため、絶縁膜４の膜質の影４１が耐圧特性
に直接的に影響し、一般的に、耐圧特性が熱的に不安定
になる。しかし実施例では。

絶縁膜４に相当するものがないので、このような熱的不
安定性は見られなかった。

また、ガードリング構造及びフィールドリミッティング
リング構造は、不純物拡散という比較的平のかかる異質
の製造工程をショットキバリアダイオードの製造工程に
追加することになる。その点、実施例ではガードリング
の助けを借りなくても高耐圧が得られるので、第５図、
第６図の従来例よりｉｔ！遺工程が簡略である。

このショットキバリアダイオードにおいては、バリア金
属電極２７ａ、２７ｂとｎ影領域２３との間に生たるｊ
−電流通路となるショットキバリア２９．３０が生じる
のみでなく、チタン酸化物薄Ｊ−２８とｎ影領域２６と
の間に補助的なショットキバリア３２が生じる。チタン
酸化物薄層２８とｎ影領域２６との間にショットキバリ
ア６２が生じることは、ショットキバリアダイオードの
整流特性、容量特性、飽和電流特性等によって確認した
。例えは、チタン酸化物薄層の面積を零から増加すると
、飽和電流１ｓがチタン酸化物薄層の面積とバリア金属
電極の面積との和に略比例して増加する。この比例関係
はショットキバリアダイオードの種々の温度において得
られることが確認されている。チタン酸化物薄ノーとバ
リア金属電極との和の面積に対して飽和を流１ｓが略比
例的に変化するということは、バリア金属電極と略同−
の１！流密度でチタン酸化物薄層に逆電流が流れること
を意味する。この現象は、チタン酸化物薄層がバリア金
属層と略同−のバリアハイドφ３を持つショットキバリ
アを形成［−ていることを端的に示している。

実施例のショットキバリアダイオードが高耐圧を示すの
は１次の２つの理由によるものと考えられる。

（ＩＩ　　チタン酸化物薄層２８が、いわゆる高抵抗フ
ィールドプレートとして４！＠ｐ、４体フィールドグレ
ートを上回る高耐圧化効果を発揮し５ている。

即ち、ダイオードＤｌに逆電圧、ダイオードＤ２に順電
圧が加わっているとすると、チタン酸化物薄層２８に流
れる微小逆電流によってチタン酸化物薄層２８に横方向
に電位勾配が生じ、チタン酸化物薄層２８とｎ＋形領領
域２２の間に加わる逆電圧は。

バリア余端電極２７ａ側からチタン酸化物薄層２８の外
周端に向うに従って小さくなる。この結果。

チタン酸化物薄層２８の電界効果によってｎ影領域２６
０表面側に形成される仝２鳩の広がり（垂直方向の厚さ
）も、チタン酸化物薄層２８の外周端に向ρ）うに従っ
て小さくなる。この結果％電界集中が効果的に緩和され
、ショットキバリア２９の周辺耐圧が向上し、ている。

（２）　　バリア金属電極２７ａ、２７ｂからフィール
ドグレートとして働くチタン酸化物薄層２８へのつなが
りが、ｎ影領域２６の表面においてショットキバリア２
９．３０からショットキバリア３２への無理のないつな
がりとなっている。このため、このつながりの箇所にお
いてブレークダウンが起り易い環境（電界集中点の発生
又は臨界電界強度Ｅｃｒ　ｉ　ｔの低下した点の発生）
が起り難い。

次に、ショットキバリア２９と６０の間隔Ｗを小さくで
きる理由について説明する。実施例では。

間隔Ｗの部分のチタン酸化物薄／１２８を２つのダイオ
ードＤ＋　、　Ｄ２の高耐圧化のために共用している。

これは第５図、第６図の従来例ではできない利用の仕方
である。ダイオードＤ１．　Ｄｚの一部に逆電圧。

他方Ｋ１１ｌ！電圧が印加されるとバリア金属電極２７
ａと２７ｂの間には上記逆電正分に略等・しい電圧が印
部されるので、バリア合端電極２７ａと２７ｂの間には
間隔Ｗの部分のチタン酸化物薄層２８を通って’ＷＬｍ
が流れる。しかし、チタン酸化物薄層２８が半絶縁性の
高抵抗層であるため、この抵抗分による電流制限が働き
、この電流は逆電圧が印加されている方のダイオードの
漏れ電流として十分に許容できるレベルに留まり、耐圧
低下を持たら丁ことはない。なお、ダイオードＩｈ、Ｄ
ｚの両方に逆電圧が加わっても、間隔Ｗの部分のチタン
酸化物薄層２８が兼用のフィールドプレートとして働く
ことに変わりはない。

〔実施例２〕 次に、第６図を参照して本発明の実施例２に係わるショ
ットキバリアダイオード装置を説明する。

但し、第６図において、第１図及び第２図と同一の働き
をする部分には第１図及び第２図と同一の符号を付して
その説明を省略する。

第６図には第１図面に対応するショットキバリアダイオ
ード装置が横方向に拡張されてその一部のみが示されて
いる。実施例１との相違点の１つは、チタン酸化物薄層
２８がＡＩ層２５ａ、２５ｂに直接接続されておらす、
Ｔｉ４層２４ａを隣接包囲するＴｉ薄層２４ｄとＴｉ薄
層２４ｂを隣接包囲するＴ！　Ｎ／ｖ２４　ｅをそれぞ
れ弁してＡＩ　Ｎ　２５　ａ　。

２５ｂに接続されていることである。このＴｉＮ層２４
ｄ、２４ｅはチタン酸化物薄層２８を得るための酸化処
理工程の後１ｃ７オトエツチングによってＡｌＮ２５ａ
、２５ｂの一部を除去することによって得る。Ｔｉ薄層
２４ｄ、２４ｅはＴｉ薄層２４ａ、２４ｂに連続し、ｎ
影領域２６との間にショットキバリア６６を形成てるの
で１便宜上、これもバリア金属電極２７ａ、２７ｂの一
部に含めることＶｃＴる。但し、Ｔｉ薄４２４ｄ、２４
ｅはＡ１層２５ａ、２５ｂに比べれば高抵抗であるので
。

主たる順電流通路となるショットキバリアは、Ａｌ油２
５ａ、２５ｂの下部にあるショットキバリア２９．３０
のみである。

Ｔｉ薄／＊２４　ｄ、　２４　ｅを設けると、耐圧が更
に高くなる。１１１４ち、ＡＩ層２５ａ、２５ｂとｎ影
領域２３は互いに異質の物体であるので、　ＡＬ層２５
ａ。

２５ｂを設けたことに基づく応力集中点３４がＡＩ層２
５ａ、２５ｂの周縁の下部に生じる。この応力集中点３
４におけるブレークダウンを起重臨界電界強度Ｅｃｒｉ
ｔは他の部分に比べて低下している。

従って、この応力集中点６４に電界が集中丁れば更にブ
レークダウンが生じ易くなる。そこで、この実施例では
Ｔｉ薄層２４ｄ、２４　ｅを設けることによってチタン
酸化物薄層２８の内周端を応力集中点３４から離間させ
ている。第１図の場合ＶＣはＡ１層２５ａ、２５ｂとチ
タン酸化物薄層２８との境界部分の下部に電界が集中し
たが、第６図では相対的に導電性の高いＴｉ薄層２４ｄ
、２４ｅと導電性の低いチタン酸化物薄層２８との境界
部分の下部に電界集中点６５が生じる。この様に電界集
中点６５が応力集中点６４から離れることにより、第１
図の構造のショットキバリアダイオードよりもブレーク
ダウンが起り難くなり、耐圧が高くなる。

実施例１との相違点の他の１つは、ガードリングとして
働く環状ｐ＋形領領域６．３７をショットキバリア２９
．６０を囲むように設けることにより、更に高耐圧化を
図っていることである。ダイ＋ オードＤ１のガードリングとして働くｐ　影領域６６は
、Ｔｉ薄層２４ｄからチタン酸化物薄層２８にかけての
位置（電界集中点３５）Ｋ形成し、Ｔｉ薄層２４ｄから
は離間させている。ダイオードＤ２のガードリングとし
て働（ｐ＋形領領域６７ついても同様である。このため
、Ｔｉ＃層２４ｄ、２４ｅの抵抗分による作用で順電圧
印加時にｐ＋形領領域６６３７を通して流れる順電流は
無視でき、少数キャリアの注入に伴５高速応答性の低下
は防止されている。

なお、実施例１に従来例のような標皐的なガードリング
構造を組合わせてもよい。この場合、高速応答性の低下
はまぬがれないが、高耐圧化は達成される。

〔変形例〕

本発明は上述の実施例に限定されるものでなく。

例えば次の変形が可能なものである。

（１）　　チタン酸化物薄ノー２８のシート抵抗は、牛
導体チップ栴造やサイズによって効果的な範囲が変わる
が、１０にΩ／口〜５０００ＭΩ／口、望ましくはＩＯ
ＭΩ／口〜１０００ＭΩ／口に選ぶべきである。

（２）　　チタン酸化物薄層２８０幅Ｃ，Ｗ２は、約１
０μｍ以上とすることによって耐圧向上の効果が現われ
、３０μｍ以上にすることによってその効果が顕著にな
る。しかし、所定の耐圧が得られる歩留りを筒くするた
めには１００μｍ以上に設計することが一層望ましい。

＠ｃ　、Ｗ２　ヲ５００μｍ又はこれよりも大きく設定
しても耐圧向上効果を十分に得ることができる。従って
１幅すの上限はないが１幅Ｃ，Ｗ２を５００　ｔｔｎｎ
以上にしても耐圧の比例的増大を期待てることができな
いばかりでなく、半導体チップが大型化するという問題
が生じる。従って、＋１１Ｍｃ、ｗ２を６０〜５００μ
ｍの範囲にすることが望ましい。

（３）　　第１図の〕のＴｉ薄層２４の膜厚は、膜厚制
御、酸化温度、酸化時間等を勘案して２０λ以上に丁べ
きである。上限については、上記所定のシート抵抗が得
られるな四ば制限はないが、Ｔｉ薄膜を熱酸化してチタ
ン酸化物薄〜を形成するときには。

酸化温度と酸化時間を＠案して３００Ｘ以下と丁べきで
ある。プラズマ酸化のような強力な酸化を行うならば、
この上限はさらに拡大できる。

（４Ｉ　　Ｔｉ薄Ｎ　２４　ｃを酸化してチタン酸化物
薄層２８を得る時の酸化温度は５００℃以下にすること
が望ましく　、　Ａｕ系の電極を用いる時は６８０６Ｃ
以下とする。酸化温度の下限値については、熱酸化法に
よる時では２００℃以上とするが、プラズマ酸化による
時では室温以下の低温とすることもできる。酸化時間は
Ｔｉ薄層２４の厚さ、酸化温度。

酸化雰囲気によって変わるが、５秒〜２時間の範囲に収
めることが望ましい。

（５）　　チタン酸化物薄層２８に対応するものをチタ
ン酸化物の蒸看やスパッタリングで形成し、Ｔｉ薄層２
４ｄ、２４ｅを導電性が比較的高いチタン窒化物層Ｖ装
置き換えてもよい。チタン窒化物層は。

ＡＩ海をマスクとしてチタン酸化物鳩を窒化することに
よって形成し得る。

（６１シート抵抗が高く且つショットキバリアを生成す
る薄層としてチタン酸化物薄層が好適であるが、Ｔａ　
（タンタル）糸材料の酸化物薄層等にすることもできる
。また、Ｔｉ薄層２４及びチタン酸化物薄層２８は１ｎ
平Ｓｎ′！ｆｆ−を添加したものであってもよい。

（１１ＧａＡｓの代りにＩｎＰ　（燐化インジウム）等
のｌｌｌ−マ族化合物やシリコンを使用するショットキ
バリア半導体装置にも適用可能である。

（泪　集槙回路中にショットキバリア半導体装置を形成
する場合には、ｎ影領域２６を島状Ｖｃ囲む十 ようにｎ影領域２２を設けてオーミック電極２６をｎ影
領域２６の表面側に設けるブレーナ構造にしてもよい。

また、３つ以上のショットキバリアダイオードを１チツ
プ内に形成する場合にも適用可能である。

（９１ｎ影領域２３、層形領域２２をｐ影領域と肯き換
えることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、第１と第２のバリア金属電極の間隔を
狭くできるので、主たる１１１１流通路となるショット
キバリアの面積を拡大でき、チップの全面積の中に占め
る有効バリア面積の割合が項部Ｔる。従って、チップ面
積のね小が可能になり、コストダウンが達成される。ま
た、薄層の作用により著しい高耐圧化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図囚〜■は本発明の実施例１に係わるショットキバ
リアダイオード装置を製造工程順に第２図のＩ−ＩＮＡ
に相当する部分で示す断面図、第２図は第１囚のショッ
トキバリアダイオード装置を絶Ｒ層を取り除いた状態で
示す平面図、第３図は本発明の実施例２に係わるショッ
トキバリアダイオード装置の一部を示″ｆ断面図。 第４図はセンタタッグ型のショットキバリアダイオード
装置が使用されるスイッチングレギュレータの出力整流
平滑回路を示す回路図。 第５図は従来のセンタタッグ型のショットキバリアダイ
オードｆ２ｆを示す断面図。 第６図は従来の別のセンタタッグ型の・ショットキバリ
アダイオード装置を示す断面図である。 ２６・・・ｎ影領域、２７ａ、２７ｂ・・・バリア金属
電極、２Ｂ−・・チタン酸化物薄層、２９．５０・・・
ショットキバリア。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕半導体領域と、 前記半導体領域との間にショットキバリアを生じさせる
   ことができるように前記半導体領域上に形成された第１
   のバリア金属電極と、 前記半導体領域との間にショットキバリアを生じさせる
   ことができるように前記半導体領域上に形成され、且つ
   前記第１のバリア金属電極に並置された第２のバリア金
   属電極と、 前記第１及び第２のバリア金属電極をそれぞれ包囲する
   と共に前記第１及び第２のバリア金属電極の相互間の共
   通部分を前記第１及び第２のバリア金属電極に基づく第
   １及び第２のショットキバリアの高耐圧化に兼用するよ
   うに前記半導体領域上に配置され、且つ前記第１及び第
   ２のバリア金属電極に電気的に接続され、且つ前記第１
   及び第２のバリア金属電極よりも大きなシート抵抗を有
   し、且つ前記半導体領域との間にショットキバリアを生
   じさせることができるように形成された薄層と を備えていることを特徴とするショットキバリア半導体
   装置。